智能建筑行业安全防范系统解决方案

智能建筑行业安全防范系统解决方案

通用稳定型

目录

第一章概述

公共安全是社会一切发展的基础，安全防范系统的建设是保证公共安全的一种手段。就其而言，安全防范包括人防、物防和技防三个范畴，其中人防和物防是古已有之的传统防范手段，它们是安全防范的基础。随着科学技术的不断发展，这些传统的防范手段也不断融入技防的概念。技防正随着科学技术进步以快速的步伐更新，在科学技术迅猛发展的当今，技防在社会安全防范中的地位和作用也越来越重要。

技防手段可以说是人防和物防的功能延伸和加强，是对人防和物防在技术手段上的补充和加强。它融入人防和物防之中，使人防和物防在探测、延迟、反应三个基本要素中间不断地增加高科技含量，不断提高探测能力、延迟能力和反应能力，使防范手段真正起到作用，达到预期的目的。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过技防的手段达到或实现安全的目的，海康威视智能建筑行业安全防范系统正是在上述背景中提出，借用不断更新的科学技术在智能建筑中部署安全防范系统，让技防这一手段在社会中得以大范围应用。

1.1设计范围

本案将围绕海康威视产品体系，结合智能建筑行业安全防范所面临的棘手问题，着重阐述建筑行业中安全防范系统的方案部署。

1.2设计目标

系统的设计充分和有效地应用系统集成，设备选择具有成熟性、先进性及人性化的产品, 建成后的系统体现出先进、可靠、实用、便捷。

本方案将以建筑为平台，科学技术为基础，针对智能建筑的特色，依靠先进的设备和科学的管理，利用计算机及相关最新技术，将原优美的自然生态环境和建筑技术与计算机技术、自动控制技术、通讯与信息处理技术等先进技术相结合，应用适度超前的先进、适用、优化集成的成套技术体系和成熟的设备体系，即建设成智能化综合安全防范管理系统，为建筑的用户提供一套人性化、安全、舒适、方便、快捷、开放的环境，最终实现技防与人防、物防相结合的目标。

1.3设计原则

本方案设计遵从以下几个原则：

系统可靠性

系统的可靠性是第一位，在系统设计、设备生产、调试等环节都严格执行国家、行业的有关标准和公安部门有关安全技防要求，同时园区设有先进的光学测试、热测试环境实验室，在设计初期从技术角度保证设备的可靠运行。

系统稳定性

所有产品均为成熟稳定的产品，在配置成功的情况下能够实现无人值守，系统能够长时间稳定可靠工作。

系统开放性

系统支持各子系统互连机制，系统可提供二次开发接口，与其它系统、产品进行集成。

系统发展性

在初步设计时，就考虑未来良好的发展性，以降低未来发展的成本，使系统具有良好的可持续发展性。

更安全、更高效

系统的程序或文件有能力阻止未授权的使用、访问、篡改，或者毁坏的安全防卫级别，同时海康威视存储系统已完全能轻松完成海量存储的艰巨任务，让数据存储更高效、更安全。

易操作性及实用性

1）采用全中文友好界面，方便准确地提供丰富的信息，帮助和提示操作人员进行操作，易学易用。

2）系统的操作简单、快捷、环节少以保证不同文化层次的操作者及有关领导熟练操作。

3）系统有非常强的容错操作能力，使得在各种可能发生的误操作下，不引起系统的混乱。

4) 系统支持热插拔，具有良好的维护性。

1.4设计依据

工程的整体建设将按照国家及地方规范展开，我司的各环节产品也将严格以相关规范之应用要求进行生产、检测出厂，以保证产品在项目中的运行符合国家、地方及相关行业的应用规定。本设计依照的相关规范如下：

《智能建筑设计标准》50314-2006

《智能建筑工程质量验收规范》50339-2003

《安全防范工程技术规范》50348—2004

《入侵报警系统工程设计规范》50394-2007

《视频安防监控系统工程设计规范》50395-2007

《出入口控制系统工程设计规范》50396-2007

《智能建筑工程质量验收规范》50339-2003

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》50343-2004

《有线电视系统工程技术规范》50200-94

《电视和声音信号的电缆分配系统》 6510-1996

《行业标准》121-1995

《彩色电视图像质量主观评价方法》7401-87

《彩色电视图像传输标准》1583-1979

《公共建筑节能设计标准》(50189-2005)

《电磁兼容性标准》 801

《识别卡物理特性》 14916

《识别卡记录技术》 15120

《识别卡无触点集成电路卡》 17553

《信息技术互连国际标准》（11801-95）

《计算机软件开发规范》（8566）

第二章系统设计

2.1系统总体架构

随着网络技术的高速发展，它已经给人们的工作、生活带来了深远影响，改变了人们许多的沟通交流方式，与此同时也将各领域的数据交互技术引向了一个新的领域。这是一个新课题，在短短几年间，各电子设备之间乃至各系统之间的数据互通，网络通讯技术已经逐渐渗透进来，它将工业通讯领向了新的高度。

本系统的建设充分的利用了现阶段高速发展的网络技术，将各子系统分别搭建在同一个网域上，充分利用局域网高效率数据传输的优势，实现各子系统之间的信流交换。同时，该方案的优势在于，各系统在物理层级上实现了互通的条件，使各子系统之间的联动机制被创建起来，让各单独的安全防范子系统组合成为一个有机的整体，实现技术联防、统筹管理的大系统运行模式。系统硬件组成架构如下图如示：

如上图所示，在智能建筑大安防系统的建设中，本案延续了以往各子系统独立搭建的思路，将各子系统分别网络化，不但满足了执行层分别管理、控制、监管的功能需求，也将各子系统在通讯的物理层上联系起来，实现了真正意义的统一管理、分别执行的大系统运行模式，同时也为各子系统之间的联动创建了先天条件，为整套系统的二次功能开发留下了充分的空间。

2.2视频监控子系统设计

视频监控子系统是整个安防规划的重点，它是一个分布式的系统，为智能建筑提供安全监视、设备监控、生产运行、案发后查、证据提取等有效的技术手段。

该子系统具有智能化、高效率特点，系统采用全网络传输、数字化存储、集中控制及显示，主要由前端摄像机设备、视频显示设备、控制键盘、视频存储设备、相关应用软件以及其它传输、辅助类设备组成。

系统具有可扩展和开放性，以方便未来的扩展和与其他系统的集成。视频监控子系统最直接、最主要的作用就是使管理人员能远程实时掌握建筑内各重要区域发生的情况，保障监管区域内部人员及财产的安全。

2.2.1视频监控方式选择

本案的视频监控子系统采用全网络架构。基于现今高速的网络通讯技术，将前端的视频监控信号传送到后端，进行存储、显示。由于网络具有灵活的扩展性，因此该套系统建成后也可以根据日后监管情况，方便、高效的扩充部署，安装、维护方便，也可以利用城域网遍布全国各地的优势，扩展异地业务或进行远程技术支持工作。本案视频监控子系统硬件架构如下图所示：

在整套系统建设中均为网络化的设备接入，为方便前端摄像机的集中式接入，本案中采用了二层网络架构，前端网络摄像机通过接入层网络交换机联入项目安防局域网。在实际的项目实施中，可以将就近的网络摄像机进行集中接入，方便现场安装和故障排查，同时前端设备检修时不会波及其它区域监控摄像机的正常运行，将系统的故障影响降至最低。

2.2.2前端设备选型

根据国家、行业及各地方标准（如《智能建筑设计标准》、浙江省《安全技防系统建设技术规范》等）对前端摄像机设置的描述，为满足项目中不同环境的使用需求，获取更优质的监控画面，海康威视研发团队根据摄像机的使用环境将多种图像处理技术嵌入到摄像机中，分别有：红外技术、低照度技术、宽动态技术及强光抑制技术等，并已将其应用在特定的产品当中。项目实施过程中，我们可以结合实际的应用场景选用相应技术的摄像机：

在夜晚或较封闭的场所，由于光线几乎为零，如夜晚的星空环境，建议采用红外摄像机，通过摄像机本身发射的红外光进行补光，达到监控的目的；在光线较为微弱，还有一丝光线，如地下车库，一般采用低照度摄像机，利用它的高度感光特性，捕捉低照度环境的图像；在明暗反差较大的环境，为了避免摄像机图像出现过曝或过暗的情况，建议采用宽动态摄像机，减少环境光对监控图像效果的影响；在机动车的出入口、通道，为看清出入车辆的车牌，建议采用强光抑制摄像机以避免车灯的眩光，可将车灯对摄像机的影响降到最低。

为兼顾重点区域的监控，在本方案中设计重点区域采用高清网络摄像机进行监控，普通区域采用标清网络摄像机进行监控，主要从技术成熟度及系统建设成本进行考虑：现阶段网络化的技术发展已足够支撑大数据量的传输，并且网络的数据传输效率在飞速向前发展，网络的带宽已不再是海量数据传输的瓶颈；同时，海量存储技术已走向成熟，海康威视存储系统已完全能轻松完成海量存储的艰巨任务，让数据存储更高效、更安全。因此，如今的配套技术已经完全能够支撑高清视频监控方案。高清视频技术要求高，存储量大，相对而言投入成本就高；标清视频技术成熟，已市场化，对网络带宽要求低，存储量不高，从而降低的整个系统建设的投入成本。

从市场的客观需求考虑，高清化的需求在如今越来越迫切。根据我司对以往案发事件的调查，许多案件在侦破过程中，调取案发录像时出现了无法清晰识别当事人的尴尬局面，只是客观的将事件经过记录下来，无法通过案发录像提供当事人信息，给案件的侦破工作加大了难度。高清视频监控技术可以从根本上解决这一问题，下图是在高清网络摄像机的帮助下截取的视频单帧图像，在高分辨率的图像中，我们可以轻松看清目标物在距摄像机较远位置的图像细节。

综合上述的技术成熟度及现今的业务发展需求，高清网络监控技术是未来视频监控行业的必然趋势，而标清网络监控是目前的行业主流。本方案也正是迎合现今的实际需求，在上述背景下提出，同时海康威视也是想通过公司的研发成果，将视频监控技术带向新高度。

2.2.3传输网络

该部分是视频监控子系统的重要组成部分，也是保障前端网络摄像机图像能够安全、高效、准确传输到后端的重要

环节。本案中采用树型网络架构，可视

工程的规模大小构建二层网络架构或

三层网络架构。

建意在中小规模的视频监控系统

建设中，优先采用二层网络架构，以减

小数据的转发、中继环节，优化网络，

使数据传输更安全、高效。

该架构更适合在智能建筑行业的应用，其原因在于，视频监控子系统95%以上的数据流是单向传输，方便数据的汇聚收集和管理；其次，该网络架构更有助于将故障点影响最小化，在系统故障排查、检修时不会波及其它区域监控设备上传输，可将系统检修模块化、区块化；另外，在施工及系统扩充时也会给项目带来极大好处，即该架构有较好的扩展性，可将就近的网络摄像机通过同一网络设备间内接入系统，安装调试的工作量大大降低，也为工程建设节省了大量的管线成本。

网络中链路带宽利用率最高约80%，其中20%作为包头数据的开销。如：100M 端口作为视频（数据）传输最大速率为80，且网络端口带宽使用率一般在60-70%左右。为使数据传输安全、高效，接入层设备需求百兆带宽，上联带宽不低于千兆带宽；核心交换机交换容量建议大于等于所有数据流量总和的4倍，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。同时，为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用稳定、高质量的网络产品。

2.2.4图像显示与控制

所有的图像最终都是通过显示系统呈现出来，因此显示系统的成像效果直接影响整个视频监控系统的最终效果。

本次视频监控系统采用高清结合标清的网络系统架构，高清的图像采集与传输固然重要，如果没有一套高清的显示系统和高效的控制系统，则该系统仍然不算是高质量的视频监控系统。因此，要想在整套系统中应用高清技术，必须要有相应的高清的图像显示与强大的控制系统做支撑，让用户驾驭于整套视频监控系统，使高清技术得以充分的发挥。

图像显示与控制部分如下图所示：

2.2.4.1.图像显示系统

图像显示采用海康威视大屏系统，能显示包括1080P（1920*1080）及以下分的辨率，它具有高亮度、高对比度、快速响应、超宽视角的特点。

高亮度常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250～3002之间，海康威视液晶拼接屏的亮度值介于450～7002之间。高亮度保证了画面显示质量，可以更加真实反映出信号源的画面质量。

高对比度海康威视液晶拼接屏的对比度高达2000：1至3000：1。高对比度可以更有效的凸显画面本身的层次感，画面过度更显细腻，有助于观看者有效捕捉到画面中的每一个细节。

快速响应系统有8响应时间，有效消除画面的拖尾现象，画面更加流畅，更佳的适应高速动态画面显示。

超宽视角水平、垂直178°的超宽视角，站在任意角度观看视觉效果均保持良好。卓越的显示性能在组成超大拼接大屏幕墙时显示效果尤佳，有利于用户处于各个角度看到一致的图像效果。

2.2.4.2.图像解码控制系统

图像解码控制采用海康威视支持高清解码的视音频解码器，是专为高清监控系统的部署与管理而设计的网络解码器，基于处理器，采用操作系统，运行稳

定可靠。

支持高清1080P网络视频的解码输出；支持、、接口解码输出；支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式，为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。

支持对网络音视频数据直连设备解码及通过流媒体转发解码；支持大屏拼接功能，能实现2*2、2*3、3*2、2*4、4*2等多种方式的大屏拼接。

2.2.5录像存储

存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务，本方案采用嵌入式存储的存储架构，为用户提供录像检索与点播。

嵌入式直接从前端设备或者通过流媒体服务器取流进行存储，存储架构及数据流通方式如下：

1、视频存储的特点

建造成本低：采用嵌入式存储，具有多写少读的特性，使用监控硬盘就已经可以满足需求；嵌入式采用专用的软硬件系统，根据监控应用“量身订做”，降低了功耗，提高了运行寿命和稳定性；嵌入式对运维人员的技术要求相对不高，大大降低了后期运维成本。

存储可靠性高：采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启，确保系统高可靠性；采用就近存储、快速存储、分散存储的策略，

保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最低。

数据安全性高：采用磁盘预分配技术，保证在硬盘循环记录过程中，杜绝文件碎片的产生；采用独有的文件保护技术，支持目录区冻结保护，可彻底解决由于断电断网引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题；基于特有的文件系统，将多路并发随机访问变为顺序访问，优化写策略，同时减少由硬盘磁头工作时频繁长距离寻道带来的性能下降和寿命下降的问题；支持非工作硬盘休眠技术，一方面延长硬盘寿命，另一方面也可降低整机功耗；支持硬盘预警技术，在硬盘彻底损坏之前提前预警，同时录像切换到下一块硬盘录像；支持硬盘分组管理、通道配额设置，冗余录像、重要录像文件保护等机制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。

2、视频存储的技术要求

录像数据存储在上述磁盘的高速设备上，存储的图像数据采用高清、标清混合模式，录像数据保存30天。实际系统建设可按照不同区域的要求设定储格式和存储时间，但需考虑后期系统扩容或升级的预留空间。

存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索，允许多用户同时检索、调用录像。

3、视频存储的压缩码率

图像压缩格式：H.264

图像分辨率：高清、标清

图像帧速度：25

存储系统的空间要求

在实际监控项目部署时可根据摄像机的画质得出该摄像机的图像码率，下述为帧率25 的码率速率表：

码率速查表（帧率为25 ）

分辨率码率

2560×1920 1220

(2048×1536) 613

1080P(1920×1080) 39

存储空间的计算

以6144单路视频图像码流进行存储为例，视频图像分辨率可达1280×960 的效果，25 幀变化运动率保持在视频图像 70％左右。图像存储容量计算如下：单路高清摄像机视频图像码流为：6144

单路高清摄像机视频图像码流单位换算：6144÷8（81B）＝768秒

每路摄像机每小时容量＝3600秒×768 秒＝2764800 小时

每路摄像机每小时容量单位换算后：2764800 小时÷1024＝2700 小时

每路摄像机一天 24 小时容量＝24H×2700 小时＝64800 天

每路摄像机一天 24 小时容量单位换算后：64800 天÷1024＝63.28 天

现拟定本案中共有50个视频监控点，存储时时为30天，共需总磁盘容量为：

63.28 天×50×30＝94920

如果存储采用D1（4）格式，则码流以1536单路计算，则根据以上的换算公式可以得出，50个视频监控点存储30天所需的磁盘容量为：

15.5天×50×30=23250

实际存储空间配置计算

磁盘容量损失：1 硬盘由于进制关系，实际可用容量为931.3；

1000/1.024/1.024/1.024=931.3

格式化损失：模式格式化损失为810格式化损失为57%；

损失：5（6）中有1（2）片盘的容量用于存储校验数据；热备盘用来做故障替换，不存储实际数据；

设备选择：不同系列产品对并发录像数支持不同，根据实际项目前端码流和并发路数选择；不同盘位的设备配置的和热备盘数量不同，一般为8-12块硬盘一组,16/24盘位配置2组和1片热备盘，48盘位配置4组和2片热备盘（具体

配置可根据项目情况进行调整）。

根据理论计算所得的存储容量换算出实际所需配置的磁盘空间。

2.2.6智能技术的应用

随着视频监控子系统的需求日益加强，系统的搭建越来越庞大，以往传统的视频监控模式难以应付大规模的系统，造成工作人员工作量加大；较长时间职守产生疲劳；出现突发事件响应不及时，直接导致监管综合能力质量下降。智能技术即是在上述应用背景下提出的，它是技防的延伸，也是未来视频监控技术的应用趋势。目前应用在智能楼宇行业的智能技术主要包括：视频质量诊断技术、人脸识别技术、行为分析技术、自动跟踪技术。

按照智能技术处理位置又可分为：前端分析和后端分析，一般我们会根据项目的实际应用情况优先选择前端分析方式。

前端分析是选用带有智能分析技术的摄像机，将布防的规则直接在摄像机自带的设置中完成，后端设备只需接收前端摄像机发送过来的报警信息即可。此种方式优势是触发速度快，响应及时，但算法规则有限，升级繁琐。

后端分析是将前端高清摄像机传送至后端的实时视频图像，采用视频分析服务器进行分析，前端设备只需不断发送实时视频图像即可，不必担任智能分析任务。此种方式是算法较为丰富，系统容易升级，且可对不同点位摄像机进行智能分析，设置灵活。

2.2.4.

3.视频质量诊断技术

视频质量诊断是一套智能化视频故障分析与预警系统，其通过对前端设备传回的码流进行解码以及图像质量评估，对视频图像中存在的质量问题进行智能分析、判断和预警，系统采用轮巡的方式，在短时间内对大量的前端设备进行检测。

视频质量诊断系统主要由诊断分析仪客户端管理软件组成，诊断分析仪采用视频质量诊断技术，应用计算机视觉（）算法，能对视频图像的清晰度（图像模糊）、噪声干扰（雪花点、条纹、滚屏）、亮度异常（过量、过暗）、偏色、画面冻结、信号丢失等常见摄像机故障进行检测，做出准确判断并发出报警信息。

判断的状态主要包括信号丢失、图像模糊、亮度异常、图像偏色、视频雪花、条纹干扰、画面冻结，故障定义如下：